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“这一阶段是本成果形成过程中最具挑战、最为
发布时间:2019-04-04 20:56

  近日,中共中央、国务院在北京人民大会堂隆重举行国家科学技术奖励大会,对为我国科学技术进步、经济社会发展、国防现代化建设作出突出贡献的科学技术人员和组织给予奖励。南京大学(苏州)高新技术研究院院长施斌教授领衔的创新创业团队的“地质工程分布式光纤监测关键技术及其应用”成果,荣获2018年度国家科学技术进步奖一等奖。这也是中国科研团队在地质与岩土工程监测领域取得的又一项引领国际科技前沿的重要成果。

  记者拿的这根极细的光纤,外面穿上不同类别的保护套,再埋进土地里就可以立马变成一个强健敏感的“大地感知神经”,只要大地一有灾害异动,远在千里之外的监测系统就能够立刻发现目标,实现精准预警。

  分布式光纤传感监测技术是一种以光为载体、光纤为媒介,感知和传输外界信号的新型传感技术,具有抗电磁干扰、耐腐蚀、灵敏度高等特点,能及时预防和减少地质灾害。

  南京大学(苏州)高新技术研究院院长施斌介绍,分布式光纤可以测几十公里长甚至上百 上万公里长,这根线就是一个神经,就像我们人体的神经一样,可以感知的每一点都能知道。

  施斌教授是团队的学科带头人,早在1998年,他便开始组建团队对分布式光纤测量技术进行研究。然而当时国内没有成熟的设备,这一技术又长期被国外垄断,要想实现突破困难重重。

  施斌说,光纤只有0.25毫米,如果把这个很细的光纤放到岩石、土地里,一碰就断掉了。团队很重要的成果之一就是把这个很细的光纤穿上“衣服”,各种各样的封装技术使得它又强壮 不容易断,同时更敏感。

  2010年,施斌带着团队来到苏州成立产学研平台,进行科研成果转化。经过前后20年的攻关,团队终于打破了国外技术垄断,形成了完全自主知识产权的技术和设备。目前,他们已有40多种产品推向国内外市场,在南水北调、青藏铁路、港珠澳大桥等300多个项目中得到应用。

  中国是一个地质灾害与岩土工程灾害十分严重的国家,特别是近40年来,随着我国基础工程建设的高速发展,人类工程活动对地质环境的扰动前所未有,并大大加剧了各类灾害的发生,直接影响到人民的生命和财产安全。据不完全统计,我国每年因各类自然和工程灾害造成的经济损失高达二千亿元人民币。因此,防治各类地质与岩土工程灾害是我们国家的重大需求。

  1998年,施斌从美国访学回来,恰逢长江发生特大洪灾,当时施斌随同一个日本专家组对长江堤防进行考察。当来到最危险的荆江大堤考察时,他了解到数百号人手牵手在农田里寻找管涌灾害点,心情十分沉重。也就在这个大堤上,施斌从考察团里了解到国际上正在研发一种分布式光纤测量技术,能够长距离、分布式监测被测物的形变和温度等物理指标。

  “获悉后,我当时十分的兴奋,因为这一技术十分适合用于堤防这样的地质工程灾害的监测,于是,我决心将这一技术应用到地质灾害预警与岩土工程的安全监测中。但要实现这样的目标,所面临的困难是巨大的,不仅需要引进成熟的信号解调设备,还要克服技术上的难关和同事的不理解。”施斌教授告诉看苏州记者,他始终认为一个应用性学科必须通过学科交叉和融合才能发展,因此克服了种种困难,坚持要将这件事做下去。

  于是,在日本友人的支持下,施斌去了日本学习交流,研究这一技术。2000年,国家“985”工程启动,在学校领导的强力支持下,施斌团队获得了第一笔研发资金,开始了近20年的科技攻关。从实验室建设到研发设备购买;从理论模型的建立到试验模型的创立;从一次次的试验失败到一个个理论和技术问题的突破;从产学研平台搭建到企业平台的成果转化……施斌与其团队历经了艰苦的奋斗,终于迎来了今天的成果。

  “我们这个成果的形成大致分为三个阶段,第一个阶段从1998年至2008年,是成果的基础研究阶段;第二个阶段从2009年到2015年,是成果的转化阶段;第三个阶段从2016年至今,是成果的快速应用和推广阶段,这一阶段技术产品不断被社会认可和接受,事业得到快速发展,同时也大大促进了南京大学地质工程学科的发展。”

  回忆起成果形成的三个阶段,施斌说最难忘的还是奋斗的阶段,“这一阶段是本成果形成过程中最具挑战、最为艰辛、最能考验信心、决心、毅力和胆略的生死关键阶段,谁能够挺过科研成果转化的最后一公里,谁就能看到成功的曙光。特别感谢南京大学、苏州市政府和苏州工业园区给了我们团队这样一个宽松的平台和创新的环境,使我们能够在产学研机制方面闯出了一条新路,并取得了成效。”

  二十年的艰辛探索和不断创新,施斌团队开创了地质与岩土工程监测新的技术领域,使地质工程监测技术从点式走向分布式,从电测时代走向了光感时代。目前,施斌团队所研发的40余种产品已在长三角和京津冀地面沉降区、南水北调、三峡库区、青藏铁路、港珠澳大桥等300余个项目中得到应用,相关技术产品已出口到英国、美国、意大利、智利、马来西亚等国,节省部分工程监测费用70-80%,产生了显著的社会和经济效益。

  “将光纤变成连接人类与大地之间的神经,让我们能够感知大地,减轻各类地质与岩土工程灾害,造福人类,这是我一生的追求。”施斌告诉看苏州记者,这一成果的取得凝聚了100多位教师、科研人员、研究生、工人技术人员的辛勤付出,此次荣获这么高的荣誉,是对整个团队的奖赏,未来将再接再厉,勇攀高峰,为实现祖国的伟大复兴和建设人类命运共同体作出应有的贡献。

  南京大学(苏州)高新技术研究院院长施斌说,如果没有在苏州的政策、条件和环境,这个项目或许就不可能形成这么大的成果,现在要进一步地开发一些新的技术、独一无二的技术。(看苏州)